Time in Banjarmasin:

TEGANGAN DAN REGANGAN PADA BATUAN



GAYA PADA BATUAN


Praktikum Mekanika Batuan di UNLAM Banjarbaru


1 DEFINISI MEKANIKA BATUAN
Definisi Mekanika Batuan telah diberikan oleh beberapa ahli atau komisikomisi
yang bergerak di bidang ilmu-ilmu tersebut.

Menurut Talobre
Mekanika batuan adalah sebuah teknik dan juga sains yang tujuannya adalah
mempelajari perilaku (behaviour) batuan di tempat asalnya untuk dapat
mengendalikan pekerjaan-pekerjaan yang dibuat pada batuan tersebut (seperti
penggalian dibawah tanah dan lain-lainnya).

Menurut Coates
Menurut Coates, seorang ahli mekanika batuan dari Kanada :

a. Mekanika adalah ilmu yang mempelajari efek dari gaya atau tekanan pada
sebuah benda. Efek ini bermacam-macam, misalnya percepatan, kecepatan,
perpindahan.

b. Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari efek dari pada gaya terhadap
batuan.

Efek utama yang menarik bagi para geologiwan adalah perubahan bentuk. Para
ahli geofisika tertarik pada aspek dinamis dari pada perubahan volume dan
bentuk yaitu gelombang seismik.

Bagi para insinyur, mekanika batuan adalah :
  •  analisis dari pada beban atau gaya yang dikenakan pada batuan,
  •  analisis dari dampak dalam yang dinyatakan dalam tegangan (stress), regangan (strain) atau enersi yang disimpan,
  •  analisis akibat dari dampak dalam tersebut, yaitu rekahan (fracture), aliran atau deformasi dari batuan.
Menurut Us National Committee On Rock Mechanics (1984)
Mekanika batuan adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang perilaku
(behaviour) batuan baik secara teoritis maupun terapan, merupakan cabang dari
ilmu mekanika yang berkenaan dengan sikap batuan terhadap medan-medan
gaya pada lingkungannya.

Menurut Budavari
Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari mekanika perpindahan padatan
untuk menentukan distribusi gaya-gaya dalam dan deformasi akibat gaya luar
pada suatu benda padat. Hampir semua mekanika perpindahan benda padat
didasarkan atas teori kontinum. Konsep kontinum adalaf fiksi matematik yang
tergantung pada struktur molekul material yang digantikan oleh suatu bidang
kontinum yang perilaku matematiknya identik dengan media aslinya.

Material ekivalennya dianggap homogen, mempunyai sifat-sifat mekanik yang sama pada semua titik. Penyederhanaannya adalah bahwa semua sifat mekaniknya sama
ke semua arah pada suatu titik di dalam suatu batuan.

Menurut Hudson Dan Harrison
Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari reaksi batuan yang apabila
padanya dikenai suatu gangguan. Dalam hal material alam, ilmu ini berlaku
untuk masalah deformasi suatu struktur geologi, seperti bagaimana lipatan,
patahan, dan rekahan berkembang begitu tegangan terjadi pada batuan selama
proses geologi.

Beberapa tipe rekayasa yang melibatkan mekanika batuan adalah pekerjaan
sipil, tambang, dan perminyakan.

Topik utama mekanika batuan adalah batuan utuh, struktur batuan, tegangan,
aliran air, dan rekayasa.

Secara Umum
Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari sifat dan perilaku batuan bila
terhadapnya dikenakan gaya atau tekanan.

2 TEKTONIK LEMPENG
Gaya-gaya yang bekerja di alam penyebab utamanya karena bumi kita selalu
bergerak yang kita kenal dengan tektonik Lempeng.

Ada tiga pergerakan lempeng :
  •  Konvergen
  •  Divergen
  •  Pergeseran (Strike-Slip/Transform)
Pergerakan Lempeng
Paleomagnetisme



Penyebab utama lempeng-lempeng bergerak itu dikarenakan salah satu teori
yang mudah dipahami dan mendekati kebenaran adalah Teori Arus Konveksi.
Seperti terlihat pada gambar dibawah :
Arus Konveksi

Pergerakan Lempeng


Kecepatan gerakan lempeng tiap tempat di seluruh dunia berbeda-beda, akan tetapi kecepatannya dapat di hitung dengan salah satu metoda penentuan umur dan pertumbuhan samudera dari paleomagnetisme. Seperti terlihat pada gambar dibawah :
Paleomagnetisme

Paleomagnetisme di kepulauan Hawai

Kecepatan Gerak Relatif Lempeng Tektonik

Hasil yang dihasilkan dari gerakan lempeng bisa dapat terlihat pada lempeng benua yaitu dekat dengan batas penunjaman. Batuan terlipat dan tersesarkan, seperti pada gambar dibawah ini :
Sedimentation at convergent margins



3 TEGASAN (STRESS) PADA BATUAN
Konsep dasar tegasan adalah Gaya dan Vektor.
Hukum Newton II : F = Ma
Satuan dari gaya : Kg m/s2 =Newton (N)
Dyne = gram cm/s2
N =......dynes
Gaya Vektor
macam macam gaya

jaman jura

Tipe Stress ( Normal Stress & Shear Stress)


Strees Ellipsoid
Stress Ellipsoid
macam macam strees

Gaya Pada Batuan Mekanika Batuan
Geologic Sign Convention of Stress Tensor

FUNDAMENTAL STRESS EQUATIONS


Relationship Between Stress and Strain




4 RENGGANGAN (STRAIN) PADA BATUAN

RENGGANGAN ( STRAIN) PADA BATUAN


RENGGANGAN ( STRAIN) PADA BATUAN

Sifat Mekanika Batuan

Contoh soal

Deformasi batuan


ANALISA KINEMATIK


TYPE REGGGANGAN
TYPE RENGGANGAN


Extension (e) = (lf – lo)/lo
Lengthening e>0 and shortening e<0
Stretch (S) = lf/lo = 1 + e
shear train

Quadratic elongation (λ) = S2
λ’ = 1/λ = 1/S2
Ellip pada regangan ( Strain Ellipsoid)

STRESS vs STRAIN


5 KARAKTERISTIK BATUAN
Sifat batuan yang sebenarnya di alam sangat kompleks dan bervariasi :

HETEROGEN
a. Jenis mineral pembentuk batuan yang berbeda.
b. Ukuran dan bentuk partikel/butir berbeda di dalam batuan.
c. Ukuran, bentuk, dan penyebaran void berbeda di dalam batuan.

DISKONTINU
Massa batuan di alam tidak kontinu (diskontinu) karena adanya bidang-bidang
lemah (crack, joint, fault, fissure) di mana kekerapan, perluasan dan orientasi dari
bidang-bidang lemah tersebut tidak kontinu.

ANISOTROP
Karena sifat batuan yang heterogen, diskontinu, anisotrope maka untuk dapat
menghitung secara matematis maka sifat batuan diasumsikan memiliki sifat:
  •  Homogen (homogeneous),
  •  Kontinu (continuous), dan
  •  Isotrop (isotropic).
Nature of Rock and Soil

0 komentar:

Poskan Komentar


» No Spam!

» No Pornography